JP2003149582A - 光ビーム走査方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】種々の要因で発生する光ビームの焦点位置ずれ
あるいは光学系の収差による集光スポット形状の劣化
や、光ビームのスポット位置ずれを、簡単な構成で補正
し、高品質な画像を安価な装置で得ることのできる光ビ
ーム走査方法および装置を提供する。 【解決手段】光源から射出され、光学系を通過した光ビ
ームによりシート状被走査体に円筒内面または外面走査
型の光ビーム走査を行うに際し、波面制御素子により前
記光ビームの波面を制御して、光ビームのスポット位置
ずれ、光ビームの焦点位置ずれおよび光学系の収差の少
なくとも一つを補正することにより、上記課題を解決す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ビーム走査方法
および装置に関する。詳しくは、本発明は、種々の要因
により発生する光ビームのスポット位置ずれによる集光
スポット位置の誤差や、光ビームの焦点位置ずれ（デフ
ォーカス）および光学系の収差による集光スポット形状
の劣化（ボケ）等を補正し、高精度な光走査を実現す
る、すなわち、高品質な画像記録あるいは高精度な画像
読取を行う光走査技術を用いる光ビーム走査方法および
装置に関する。

【０００２】特に、本発明は、円筒内面走査型光ビーム
走査において、種々の要因により発生する光ビームのス
ポット位置ずれ、光ビームの焦点位置ずれおよび光学系
の収差の少なくとも一つを補正し、高品質な画像記録あ
るいは高精度な画像読取を行う光走査技術を用いる円筒
内面走査型光ビーム走査方法および装置に関する。

【０００３】また、本発明は、様々な要因で発生する光
ビームのスポット位置ずれ、光ビームの焦点位置ずれお
よび光学系の収差の少なくとも一つを補正し、高精度な
光走査を実現する、ＣＴＰ（Computer to Plate)、イメ
ージセッター、ＤＤＣＰ（Direct Digital Color Proof
er) 等のあらゆる光記録ヘッドに好適に適用可能な、光
ビームスポットの補正光走査技術を用いる円筒外面走査
型光ビーム走査方法および装置に関する。

【０００４】

【従来の技術】レーザ等の光ビームを走査光学系によっ
て記録媒体上に導き、走査させて記録媒体を露光するこ
とにより画像を記録するレーザプリンタや光ビームを用
いて画像の読み取りを行う光ビーム読取装置等の光ビー
ム走査装置が開発されている。この光ビーム走査装置に
は、平面状の記録媒体に対してレーザビームを走査する
フラットベッド型、回転するドラムの外周面に装着され
た記録媒体に対してレーザビームを走査する円筒外面走
査型（外面円筒型（アウタードラム型））およびドラム
の内周面に装着された記録媒体に対してレーザビームを
走査する円筒内面走査型（内面円筒型（インナードラム
型））等の種類がある。

【０００５】このうち、インナードラム型光ビーム走査
装置は、記録中における記録媒体の剥離がなく、高速走
査性、経済性等に優れている、また、記録光ビームの品
質が高いため、多く用いられている。図１０に従来のイ
ンナードラム型光ビーム走査装置を示す。図１０に示す
ように、インナードラム型光ビーム走査装置１００は、
画像等の記録される記録媒体（記録シート）１０２を円
筒内周面に装着するドラム１０４と、レーザビームＬを
発生する光源（レーザビーム発生器）１０６と、前記ド
ラム１０４の中心軸に対し同心状に配設され、前記レー
ザビームＬを前記記録媒体１０２に対して走査するレー
ザビーム走査部１０８とから基本的に構成される。

【０００６】レーザビーム走査部１０８は、レーザビー
ムＬと同一光軸上に設定される集光レンズ１１０と、レ
ーザビームＬの入射方向に対して略４５°の傾斜角に設
定された反射面を有する光偏向器（スピナー）１１２お
よび該スピナー１１２をレーザビームＬの光軸を中心と
して回転駆動するモータ１１４とを有している。そし
て、レーザビーム発生器１０６より出力されたレーザビ
ームＬは、集光レンズ１１０で集光された後、モータ１
１４によって高速回転するスピナー１１２の反射面によ
って反射され、記録媒体１０２に導かれる。このとき、
回転するスピナー１１２によってレーザビームＬが、記
録媒体１０２上を高速回転しながら走査（主走査）する
一方、レーザビーム走査部１０８が、図に矢印Ｘで示す
方向に、図示しない副走査移動トラバースにより副走査
移動されつつ、記録媒体１０２に画像等が記録される。

【０００７】しかし、インナードラム型光ビーム走査装
置においては、偏向器であるスピナーが回転することに
より、遠心力でその反射面が歪み、記録媒体を走査する
レーザビームの波面が歪み、記録画像の品質が悪化する
という問題がある。これに対し、ＵＳＰ５９０７１５３
号に、このスピナーの回転により発生する反射面の歪み
によって生ずるレーザビームの歪み（distortions in t
he reflected beam)を、透過型または反射型の「光路長
補正素子」（compensating device)を用いて補正する技
術が開示されている。

【０００８】すなわち、図１１に示すように、光ビーム
走査型画像記録装置において、モジュレータ２０２に接
続されたレーザダイオード２０１から発生され、光レベ
ルコントローラ２０３を通過したレーザビームを、補正
素子（コンペンセイティングデバイス）２０４によって
反射し、ビームエキスパンダ２０５、解像度セレクタ２
０６、フォーカスレンズ２０７等を通した後、回転する
スピナー２１１の反射面２１０で反射して、円筒２０９
の内面に装着された記録媒体２０８を走査し、画像等を
記録する。このとき、スピナー２１１の回転に起因する
収差または歪み（aberrations or distortions) をこの
補正素子２０４によって補正しようというものである。

【０００９】補正素子２０４は、図１２に示すように、
平面状のミラー２１３の下に電極２１５およびピエゾ素
子２１４を有し、さらに、その下に、図１３に示すよう
に２１２の部分に分割されて円周状に配置された電極２
１６Ａ〜２１６Ｌを有している。電極２１５および２１
６Ａ〜２１６Ｌは、図１１に示すように、メモリ２１
９、マイクロプロセッサ２１８および電圧源６２０によ
って制御される。そして、スピナー２１１の回転に同期
させて電極２１６Ａ〜２１６Ｌを制御することによって
ピエゾ素子２１４を変形させて、ミラー２１３を変形し
てスピナー２１１に起因するレーザビームの歪みを補正
するものである。

【００１０】一方、前述したように、光ビーム走査装置
の一つとして、円筒外面走査型光ビーム走査装置があ
る。これは、前述したように、アウタードラム型ともい
われ、一定速度で回転するドラム（記録ドラム）の外周
面に巻き付けられた記録媒体上に記録ビームを結像させ
るとともに、ドラムの回転軸方向に走査光学系を副走査
移動させて、記録媒体を光ビームで走査するものであ
る。

【００１１】従来、アウタードラム型光ビーム走査装置
においては、以下のような様々な要因により、記録光ビ
ームのスポット位置ずれや光学系の収差によるボケや、
記録光ビームの焦点位置ずれが生じ、画質が劣化するこ
とが知られている。例えば、ドラムの製造時に生じる円
筒方向の偏心や歪み、あるいはドラム外周面に巻き付け
ているプレートやフィルム等の記録媒体の厚みバラツキ
等により、ドラムが１回転する間に記録面上で光ビーム
のスポット位置ずれや光ビームの焦点位置ずれが生じ
る。また、走査光学系を副走査させる副走査機構のレー
ルの歪みや撓み、露光定盤の撓み、もしくは副走査機構
の副走査ボールネジのリードピッチ誤差による副走査送
り速度誤差等によっても光ビームの記録面上でのスポッ
ト位置ずれが発生する。

【００１２】さらに、マルチビームを用いてスパイラル
露光する際に生じる記録ビームの位置ずれによって図形
ずれが生じる。このように様々な要因により、記録ビー
ムのスポット位置ずれが発生し、図形精度等の画像品質
の劣化が生じており、従来はこれらに対して、ドラム等
の各部品の高精度な加工によって対応するだけで、特に
有効な対策はない。

【００１３】また、ＣＴＰ等の場合には、アルミのプレ
ートをドラム外面に巻き付けているが、ドラム回転中
に、そのプレートが遠心力により外側に引っ張られ、プ
レートがドラム外面から浮いた状態となり、焦点位置ず
れが生ずる。あるいは、ドラム外面に巻き付けたプレー
トやフィルム等の記録媒体とドラム外面との間に微小な
ゴミが挟まった場合に、その箇所で記録媒体がドラム外
面から浮いて、同様に焦点位置ずれが生ずる。さらに、
走査光学系をドラムの回転方向に副走査移動させる副走
査機構（トラバース）のレールに歪みや撓みが存在する
ことにより、副走査するに伴って、焦点位置ずれが生ず
る。

【００１４】従来は、このような焦点位置ずれを、光源
から射出される光を結像するレンズ系の位置を移動させ
ることによって補正している。例えば、図１４に示すよ
うに、光源３００から射出された光ビームを第１レンズ
群３０２および第２レンズ群３０４を介して、記録ドラ
ム３０６外面に巻き付けられた記録媒体３０８上に導
き、走査露光する露光装置において、第２レンズ群３０
４を、図に破線で示すように移動することにより、上記
焦点位置ずれを補正することで、記録画像のピントを補
正していた。あるいは、図１５に示すように、光源３０
０、第１レンズ群３０２および第２レンズ群３０４を含
む光学系全体を移動させることにより焦点位置ずれを補
正している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１０
〜図１５に示すインナードラム型光ビーム走査装置にお
いて、記録画像の品質、あるいは画像読み取りの図形精
度を悪化させる原因としては、上記レーザビームの歪み
（distortion) の他に、スポット径が太ったり、スポッ
ト径が崩れたりする集光スポット形状の劣化や、画像を
記録するドットの位置が目標位置からずれてしまう光ビ
ームのスポット位置ずれ（すなわち、集光スポット位置
の誤差）がある。これらの集光スポット形状の劣化およ
び集光スポット位置の誤差が発生する要因としては、上
述したような回転するスピナーの歪みに起因するものだ
けではなく、スピナーに起因するもの以外に、例えば、
光ビームの焦点位置ずれ（デフォーカス）によるもの
や、光学系の収差等によるものがある。前記スピナーに
よるものが動的なものであるのに対して、光学系の収差
によるものは、レンズ単体あるいはレンズの組み合わせ
によって生じる静的なものである。また、その他にドラ
ムの真円度からの誤差（ドラム偏芯や円柱状誤差な
ど）、副走査移動するトラバースの直線性からのずれ、
トラバースの移動方向とドラム中心線との不一致（平行
シフトや交差）、あるいは記録媒体の厚さのバラツキ等
の要因がある。

【００１６】ここで要するに、集光スポット形状の劣化
とは、光軸方向（ｚ方向）のレーザビームの焦点位置ず
れ（デフォーカス）や光学系に起因する収差によるスポ
ット径の太りや、スポット形状のくずれであり、集光ス
ポット位置の誤差とは記録媒体上（ｘ，ｙ方向）のレー
ザビームの記録位置のずれである。従来、上記様々な要
因によって発生する集光スポット形状の劣化（以下、光
ビームの焦点位置ずれおよび光学系の収差で代表する）
および集光スポット位置の誤差（以下、光ビームのスポ
ット位置ずれで代表する）を回避し、高品質な記録画像
を得るためには、高精度な加工や高精度な調整に頼るし
かなく、結果的に装置のコストが高価になってしまうと
いう問題がある。

【００１７】また、図１４および図１５に示すアウター
ドラム型光ビーム走査装置においては、ドラム等の高精
度な加工に頼って、光ビームのスポット位置ずれを補正
しようとすると、製品価格が高価なものとなってしまう
という問題がある。また、上述したように、レンズ群等
を移動させて光ビームの焦点位置ずれを補正する方法で
は、重量の重いレンズ群等を移動させるため、高速の応
答はあまり望めず、例えば上述したようなゴミ等の要因
に起因する焦点位置ずれの補正は、極めて困難であっ
た。また、レンズ群をメカニカルに移動させるため、そ
れによって生じる振動によって、記録精度に悪影響が発
生する虞がある。結局、従来は、光ビームのスポット位
置ずれあるいは焦点位置ずれをなくすには、ドラム等の
部材を高精度に加工し、さらにゴミ等の除去を行う装置
を付加しなければならない等、製品の価格の高騰を招い
てしまうという問題がある。

【００１８】本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされ
たものであり、上述したようにスピナーに起因するもの
以外の、種々の要因で発生する、特に、光ビームの焦点
位置ずれ（デフォーカス）あるいは光学系の収差による
集光スポット形状の劣化や、光ビームのスポット位置ず
れを、簡単な構成で補正し、高品質な画像を安価な装置
で得ることのできる光ビーム走査方法および装置を提供
することを第１の課題とし、このような光ビーム走査方
法および装置を適用する円筒内面走査型光ビーム走査方
法および装置を提供することを第２の課題とする。

【００１９】また、本発明は、前記従来の問題に鑑みて
なされたものであり、上記第１の課題に加えて、上述し
たような、種々の要因により発生する光ビームの記録面
上でのスポット位置ずれや、光ビームの焦点位置ずれや
光学系の収差を、ドラム等の部材を高精度なものにする
ことなく、また従来のようなレンズ自体のメカニカルな
移動やドラム等の部材の高精度の加工をすることなく、
振動等の悪影響を抑えた、安価な装置で補正し、安定し
たシステムを実現した円筒外面走査型光ビーム走査方法
および装置を提供することを第３の課題とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記の第１の課題を解決
するために、本発明の第１の態様は、光源から射出さ
れ、光学系を通過した光ビームによりシート状被走査体
を走査するに際し、波面制御素子により前記光ビームの
波面を制御して、前記光ビームのスポット位置ずれ、前
記光ビームの焦点位置ずれおよび前記光学系の収差の少
なくとも一つを補正することを特徴とする光ビーム走査
方法を提供するものである。

【００２１】ここで、上記の第２の課題を解決するため
に、本発明の第２の態様は、上記第主態様において、前
記シート状被走査体は、円筒内周面に保持されており、
前記光源から射出され、前記光学系を通過し、回転光偏
向器により反射偏向された光ビームによって走査される
円筒内面走査型光ビーム走査方法を提供するものである
のが良い。

【００２２】また、上記の第３の課題を解決するため
に、本発明の第３の態様は、上記第１の態様において、
前記シート状被走査体は、一定速度で回転するドラムの
外面に巻き付けられ、前記光源から射出され、前記光学
系を通過した光ビームによって走査される円筒外面走査
型光ビーム走査方法を提供するものであるのが良い。

【００２３】ここで、前記波面制御素子から射出される
前記光ビームの波面のパワーまたは歪みを制御すること
により、前記光ビームの焦点位置ずれおよび前記光学系
の収差の少なくとも一方を補正するのが好ましい。ま
た、前記波面制御素子から射出される前記光ビームの波
面の傾きを制御することにより、前記光ビームのスポッ
ト位置ずれを補正するのが好ましい。

【００２４】また、前記波面制御素子から射出される前
記光ビームの波面のパワーまたは歪みを制御することに
よる前記光ビームの焦点位置ずれの補正、前記波面制御
素子から射出される前記光ビームの波面のパワーまたは
歪みを制御することによる前記光学系の収差の補正、お
よび前記波面制御素子から射出される前記光ビームの波
面の傾きを制御することによる前記光ビームのスポット
位置ずれの補正のうちの少なくとも２つ以上の補正を組
み合わせて行うのが好ましい。

【００２５】また、前記波面制御素子は、ピエゾタイ
プ、電歪タイプ、静電引力タイプおよび液晶タイプのい
ずれかであるのが好ましい。また、前記波面制御素子
は、基板面上に配列された複数の電極と、これらの電極
に対向し、表面が反射面として機能する変形可能な導電
膜とを有し、前記電極に電圧を印加して静電引力を生じ
させ、前記導電膜を変形させることによって、前記反射
面を所望の形状に形成するのが好ましい。

【００２６】また、前記シート状被走査体は、シート状
記録媒体であり、前記光ビームは、記録用光ビームであ
り、この記録用光ビームで前記シート状記録媒体を２次
元的に走査することにより、前記シート状記録媒体に画
像を記録するのが好ましい。

【００２７】また、上記第１の課題を解決するために、
本発明の第４の態様は、光ビームを射出する光源と、前
記光源から射出された光ビームを通過させる光学系と、
前記光ビームの波面を制御して、前記光ビームのスポッ
ト位置ずれ、前記光ビームの焦点位置ずれおよび前記光
学系の収差の少なくとも一つを補正する波面制御素子と
を有し、前記光源から射出され、光学系を通過し、前記
波面制御素子によって補正された前記光ビームによって
シート状被走査体を走査することを特徴とする光ビーム
走査装置を提供するものである。

【００２８】また、上記第２の課題を解決するために、
本発明の第５の態様は、上記第４の態様の光ビーム走査
装置であって、さらに、その円筒内周面に前記シート状
被走査体を保持するドラムと、回転することにより、前
記光ビームを反射偏向して、前記シート状被走査体を走
査す回転光偏向器とを有し、前記波面制御素子は、前記
回転光偏向器より前記光ビームの進行方向の上流側に設
置されることを特徴とする円筒内面走査型光ビーム走査
装置を提供するものであるのが良い。

【００２９】また、上記第３の課題を解決するために、
本発明の第６の態様は、上記第４の態様の光ビーム走査
装置であって、さらに、その外面に前記シート状記録媒
体が巻き付けられ、一定速度で回転するドラムを有する
ことを特徴とする円筒外面走査型光ビーム走査装置を提
供するものであるのが良い。

【００３０】ここで、前記波面制御素子は、射出する前
記光ビームの波面のパワーまたは歪みを制御して、前記
光ビームの焦点位置ずれおよび前記光学系の収差の少な
くとも一方を補正するのが好ましい。また、前記波面制
御素子は、射出する前記光ビームの波面の傾きを制御し
て、前記光ビームのスポット位置ずれを補正するのが好
ましい。

【００３１】また、前記波面制御素子は、射出する前記
光ビームの波面のパワーまたは歪みを制御することによ
る前記光ビームの焦点位置ずれの補正、射出する前記光
ビームの波面のパワーまたは歪みを制御することによる
前記光学系の収差の補正、および射出する前記光ビーム
の波面の傾きを制御することによる前記光ビームのスポ
ット位置ずれの補正のうちの少なくとも２つ以上の補正
を組み合わせて行うのが好ましい。

【００３２】また、前記波面制御素子は、ピエゾタイ
プ、電歪タイプ、静電引力タイプおよび液晶タイプのい
ずれかであるのが好ましい。また、前記波面制御素子
は、基板面上に配列された複数の電極と、これらの電極
に対向し、表面が反射面として機能する変形可能な導電
膜とを有し、前記電極に電圧を印加して静電引力を生じ
させ、前記導電膜を変形させることによって、前記反射
面を所望の形状に形成するのが好ましい。

【００３３】また、前記シート状被走査体は、シート状
記録媒体であり、前記光ビームは、記録用光ビームであ
り、この記録用光ビームで前記シート状記録媒体を２次
元的に走査することにより、前記シート状記録媒体に画
像を記録するのが好ましい。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明に係る光ビーム走査方法お
よび装置を添付の図面に示す好適実施形態に基づいて以
下に詳細に説明する。まず、図１〜図５を参照して、本
発明の第１および第４の態様に係る光ビーム走査方法お
よび装置を適用する本発明の第２および第５の態様に係
る円筒内面走査型光ビーム走査方法および装置について
説明する。

【００３５】図１は、本発明の第２の態様に係る円筒内
面走査型光ビーム走査方法を実施する、本発明の第５の
態様に係る円筒内面走査型光ビーム走査装置（以下、イ
ンナードラム型光走査装置という）の一実施形態の概略
構成を示す概念図である。なお、本発明の第５の態様に
係る円筒内面走査型光ビーム走査装置は、本発明の第１
の態様に係る光ビーム走査方法を実施する、本発明の第
４の態様に係る光ビーム走査装置の一実施形態であるこ
とはいうまでもない。

【００３６】図１において、インナードラム型光走査装
置１０は、ほぼ同一波長かつほぼ同一強度のレーザビー
ムを出力する光ビーム出力手段としての３個のレーザダ
イオード１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有している。また、
インナードラム型光走査装置１０は、レーザダイオード
１２ａ、１２ｂ、１２ｃから出力されたレーザビームを
コリメートし、平行光として生成するために、第１コリ
メートレンズ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、光偏向素子とし
ての２次元音響光学素子（ＡＯＤ）１６ａ、１６ｂ、１
６ｃ、ＡＯＤ射出レンズ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、０次
光カット板２０ａ、２０ｂ、２０ｃおよび第２コリメー
トレンズ２２ａ、２２ｂ、２２ｃを有している。さら
に、生成された平行光を合波するために、反射ミラー２
４ａ、偏光ビームスプリッタ２４ｂ、ビームスプリッタ
２４ｃから成る合波光学系２４を有し、これにより平行
光は、ほぼ１本のレーザビームに合波される。

【００３７】インナードラム型光走査装置１０は、ま
た、この略１本のレーザビームに合波された光ビームの
ビーム径を拡大するためのビームエキスパンダ系２６、
２８、フレア光を除去するための開口３０、光ビームの
方向を変えるミラー３２、光ビームを集光しスポット光
とする集光レンズ３４、および集光されたスポット光を
ドラム４０の内面に装着された被走査体である記録シー
ト４２上に回転走査させる光偏向器（スピナー）３６を
有している。また、集光レンズ３４やスピナー３６等の
光学系をドラムの中心線に沿って移動させるトラバース
（副走査搬送系）４４が設けられている。

【００３８】なお、本実施形態におけるインナードラム
型光走査装置１０は、この他に、本発明の特徴をなす、
種々の要因、特に光ビームの焦点位置ずれ（デフォーカ
ス）あるいは光学系の収差による光ビームの集光スポッ
ト形状の劣化（光ビームのボケ）や光ビームのスポット
位置ずれ（集光スポット位置の誤差）（光ビームのスポ
ット位置ずれ）を補正するための、波面制御素子（ＷＦ
Ｃ・・・ Wave FrontControl(device) ）３８を有して
いる。波面制御素子３８は、詳しくは後述するが、光ビ
ームの波面を制御するものであり、光偏向器３６の上流
側、好ましくは、ビームエキスパンダ２８と集光レンズ
３４との間に設置される。特に本実施形態の場合には、
図１に示すように、波面制御素子３８は、ミラー３２と
集光レンズ３４との間に設置されている。

【００３９】波面制御素子３８は、光ビームの波面を制
御するものであり、具体的には、例えば、天体望遠鏡等
で用いられている可変形鏡を用いることができる。これ
は、星からの光が、大気の揺らぎによりその波面が歪ん
だ場合に、例えば、表面の形状を変形させた反射鏡でそ
の光を反射して、その波面の歪みを補正するものであ
る。可変形鏡（反射鏡型）としては、例えば、フェース
シート鏡、バイモルフ鏡、分割ピストン鏡等が知られて
いる。また、波面制御素子３８としては、液晶素子を使
った透過型のものも用いることができる。

【００４０】フェースシート鏡は、多数のアクチュエー
タの上に薄いガラス等の鏡面を張り付けて、別個にアク
チュエータを動かして鏡面を変形させるようにしたもの
である。鏡面を変形させるアクチュエータとしては、積
層ピエゾ素子、電歪素子（ＰＭＮ）、静電引力タイプ
（例えばＯＫＯ社製等）等が考えられる。バイモルフ鏡
は、互いに反対方向に分極した複数のピエゾの板を張り
付けて、これに電圧をかけることにより、鏡面の曲率を
変えて鏡面を変形させるようにしたものである。分割ピ
ストン鏡は、鏡面を分割して独立にピストンで傾きを制
御するようにしたものである。また、液晶素子を使った
透過型のものは、光路長を制御することにより波面制御
するものである。

【００４１】ここで、図２に、波面制御素子３８の一実
施例として、静電引力タイプの波面制御素子（フェース
シート鏡）の具体的構成を示す。同図に示す波面制御素
子３８は、基板４６上に２次元的に配置された複数の微
小電極４７（図２中では４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７
ｄおよび４７ｅ）と、この微小電極４７と一定距離離間
して対向して設けられ、表面が鏡面となって反射面を成
すアルミニウム薄膜等からなる導電膜４８とを有し、微
小電極４７に制御装置４５で生成された制御信号に従っ
た電圧が印加され、微小電極４７と導電膜４８との間に
静電引力が生じることによって、反射面となる導電膜４
８の形状が所望の形状に変化して、反射面に入射する光
ビームＬの反射方向を自在に変えて偏向させるものであ
る。

【００４２】図示例の波面制御素子３８においては、例
えば、制御装置４５によって、導電膜４８の平面形状を
維持したまま傾斜角度が変化するように微小電極４７を
一様に制御し、反射面をチルトさせる（傾ける）ことも
できるし、微小電極４７を個々に制御して、導電膜４８
の表面形状に所定の曲率や所定の歪みを与えて、すなわ
ち反射面にパワーや歪みを付与することもできる。この
ような構成を持つ波面制御素子は、ＭＥＭＳ（Micro El
ectro MechanicalSystems）の技術により作製が容易で
あり、高価な音響光学素子やピエゾ素子や電気光学素子
に比べて安く入手することができる。

【００４３】本実施形態は、このように、光路中に波面
制御素子３８を設けて、光ビームの焦点位置ずれあるい
は光学系の収差による光ビームの集光スポット形状の劣
化や光ビームのスポット位置ずれを補正するものであ
る。光ビームの焦点位置ずれ（以下、デフォーカスとも
いう）による集光スポット形状の劣化の要因としては、
例えば、ドラムの真円度からの誤差（ドラム偏芯、円柱
状誤差等）、副走査移動トラバースの直線性誤差、トラ
バースの移動方向とドラム中心線との不一致（平行シフ
ト、交差）、感光媒体の厚さバラツキ等がある。

【００４４】ここでは、ドラム真円度誤差とは、図３
（ａ）に示すように、ドラムが真円Ｃとはなっておら
ず、歪んだ円Ｃ’となっている場合に、真円からのずれ
Δｚを言う。すなわち、本来ドラムが真円Ｃとなってい
るものとして、その上に画像を記録すべくスポット径が
調整されているところ、Ｃ’のようにドラムが歪んでい
ると、そのずれΔｚの分だけスポット径が劣化してしま
う。また、円柱状誤差とは、図３（ｂ）に示すように、
ドラムの場所によってその曲率半径ｒ、ｒ’が異なるこ
とを言う。この場合にも、同じように画像記録を行って
いると、画像形状が歪んでしまう。また、トラバースの
直線性誤差とは、トラバース４４の移動が直線に沿って
行われず、直線からずれて曲線となっているということ
であり、トラバースの移動方向とドラム中心線との不一
致とは、トラバース４４の移動は直線に沿って行われて
いるが、その方向がドラム中心線とずれているというこ
とである。

【００４５】これらの要因によって生ずるデフォーカス
による光ビームの集光スポット形状の劣化に対しては、
波面制御素子３８に対し、その光ビームの作用面、例え
ば反射面または透過面にパワー（屈折力（波面の曲
率）；２次関数）を付与することにより、その結果、こ
の波面制御素子３８から射出される光ビームの波面のパ
ワーまたは歪みを制御することにより、これを補正する
ことができる。波面制御素子３８へのパワーの与え方と
しては、特に限定されるものではなく、波面制御素子３
８のアクチュエータを駆動して反射面を変形し、屈折力
または曲率を変えるようにしてもよいし、透過型の場合
には、内部の分子構造を変えることによって屈折率を変
えるようにしてもよい。

【００４６】具体的に、集光レンズ３４の焦点距離をｆ
＝２８０ｍｍ、ビーム光束径をΦb＝３０ｍｍ、記録面
上におけるデフォーカスをΔｚ＝１００μｍとする。ま
た、波面制御素子３８は、図４に斜線で示すように、入
射光Ｌi と反射光Ｌo のなす平面と波面制御素子３８の
反射面との交線方向の径（長軸）がΦmt、これと直交す
る方向の径（短軸）がΦmsの楕円形状をしている。

【００４７】このとき、波面制御素子３８への光ビーム
入射角をθとすると、Φmt＝Φms／cos θ＝Φb ／cos
θとするのが望ましい。また、図４に破線で示すよう
に、波面制御素子３８を斜線の楕円の長軸方向および短
軸方向での切り口がいずれも円の一部となるような形状
に変形する。このとき、前記デフォーカスの補正に必要
な中心部の変形量Δｄは、Δｄ＝０．１μｍとなる。こ
のように、波面制御素子３８の反射面を変形させること
により、波面制御素子３８により制御された光ビームの
波面がパワーを持つことにより、前記デフォーカスを補
正することができる。

【００４８】また、光学系の収差による集光スポット形
状の劣化の補正については、例えば光学系の軸外物点か
ら出た光線束の集光位置がサジタル平面とタンジェンシ
ャル平面で一致しない非点収差の場合には、波面制御素
子３８の反射面の縦、横のパワー量を変えるように制御
することで補正する。また、例えばスピナー３６が回転
することにより、その反射面の断面形状が３次曲線状に
歪むことにより発生するコマ収差の場合には、その形状
に合わせて波面制御素子３８の作用面（反射面や透過
面）に歪み（３次以上の関数）を与えることにより、こ
の波面制御素子３８から射出される光ビームの波面のパ
ワーまたは歪みを制御することで補正するようにすれば
よい。

【００４９】また、光ビームのスポット位置ずれの要因
としては、例えばドラムの真円度からの誤差（ドラム偏
芯、円柱状誤差等）、副走査移動トラバースの直線性誤
差、トラバースの移動方向とドラム中心線との不一致
（平行シフト、交差）、入射光ビームとドラム中心線と
の不一致等がある。これらの要因に起因する光ビームの
スポット位置ずれに対しては、波面制御素子３８の作用
面、例えば反射面または透過面にチルト (傾き；１次関
数）を付与することにより、その結果、波面制御素子３
８により、この波面制御素子３８から射出される光ビー
ムの波面のチルト（傾き）を制御することにより、これ
を補正することができる。具体的に、集光レンズ３４の
焦点距離をｆ＝２８０ｍｍ、ビーム光束径をΦb＝３０
ｍｍ、記録面上におけるビーム位置誤差をΔｘ＝１００
μｍとする。すなわち、記録シート４２上でｘ方向に１
００μｍずれているとする。

【００５０】このとき、図５に示すように、波面制御素
子３８の反射光の方向を０．３６mradだけ変えなければ
ならない。その結果、上記位置誤差の補正に必要な波面
制御素子３８のチルト量（傾斜角）Δθは、Δθ＝０．
３６／２＝０．１８mradとなる。すなわち、この場合に
は、波面制御素子３８の反射面（ミラー面）を０．１８
mrad傾けることによって、記録シート４２上におけるｘ
方向のずれを補正することができる。なお、図５は、補
正の様子を概念的に示したものであり、位置ずれの方向
に応じて、波面制御素子３８を傾ける方向も変化する。

【００５１】上の例は、それぞれ光ビームの焦点位置ず
れ（デフォーカス）あるいは光学系の収差による集光ス
ポット形状の劣化、および光ビームのスポット位置ずれ
が発生している場合に対する補正方法を説明したもので
あるが、これらの劣化および誤差が同時に発生している
場合もあり得る。その場合には、波面制御素子３８によ
り制御された光ビームの波面がパワーを持つとともに、
同時にチルトするように制御して補正するようにする。
例えば、波面制御素子３８のミラー面を変形させなが
ら、傾けるようにすることで、それぞれを同時に補正す
ることができる。このように、これらの補正動作のうち
２つあるいは３つを組み合わせて補正することもでき
る。

【００５２】また、波面制御素子３８に対する上記制御
は、スピナー３６の回転に同期させて行うようにする。
これは、例えば、波面制御素子３８の反射面を制御する
アクチュエータを電気的に制御することによって行われ
る。また、上記各誤差（焦点位置ずれおよびスポット位
置ずれ）の誤差量は、事前に測定しておき、テーブルと
して持っておき、これにより波面制御素子３８を制御す
るようにする。あるいは、出力画像を測定して誤差量を
算出して、それに応じて補正するようにしてもよい。

【００５３】なお、以上説明した例は、ドラムの真円度
からの誤差（ドラム偏芯、円柱状誤差等）、副走査移動
トラバースの直線性誤差、トラバースの移動方向とドラ
ム中心線との不一致（平行シフト、交差）等の要因に起
因する光ビームの集光スポット形状の劣化（焦点位置ず
れや光学系の収差）や、スポット位置ずれを、波面制御
素子３８により、この波面制御素子から射出される光ビ
ームの波面のパワーまたは歪みを制御することで、ある
いは光ビームの波面のチルト（傾き）を制御することに
よって補正するものであったが、回転するスピナー３６
の反射面の歪みに起因する光ビームの波面歪み（distor
tion）をも、上記波面制御素子３８によりその波面を制
御することで、同様に補正するようにしてもよい。

【００５４】以上詳細に説明したように、本態様によれ
ば、各種誤差要因による光ビームの焦点位置ずれや光学
系の収差による集光スポット形状の劣化または光ビーム
のスポット位置ずれを波面制御素子によって補正するよ
うにしたため、画像記録および画像読み取りにおける画
像品質を向上させることができる。また、各誤差（位置
ずれや収差）の許容量を緩和させることができるため、
加工コストおよび調整コストが抑えられ、装置コストを
低減することができる。

【００５５】次に、図６〜図９を参照して、本発明の第
１および第４の態様に係る光ビーム走査方法および装置
を適用する本発明の第３および第６の態様に係る円筒外
面走査型光ビーム走査方法および装置について説明す
る。

【００５６】図６は、本発明の第３の態様に係る円筒内
面走査型光ビーム走査方法を実施する、本発明の第６の
態様の円筒外面走査型光ビーム走査装置（以下、アウタ
ードラム型光走査装置という）の第１実施形態を示す概
略構成図である。本第１実施形態は、各種要因によって
生ずる光ビームのスポット位置ずれを、波面制御素子に
より、この波面制御素子から射出される光ビームの波面
のチルトを制御することによって、補正するものであ
る。なお、本発明の第６の態様に係る円筒外面走査型光
ビーム走査装置は、本発明の第１の態様に係る光ビーム
走査方法を実施する、本発明の第４の態様に係る光ビー
ム走査装置の一実施形態であることはいうまでもない。
図６に示すように、本第１実施形態のアウタードラム型
光走査装置５０は、光源５２、第１レンズ群５４、波面
制御素子５６、第２レンズ群５８および記録ドラム（ド
ラム）６０から成り、ドラム６０の外周面にはシート状
被走査体である記録媒体６２が巻き付けられている。

【００５７】本実施形態のアウタードラム型光走査装置
５０は、光源５２から射出された光ビームを、第１レン
ズ群５４を通して、波面制御素子５６で反射して、第２
レンズ群５８を介してドラム６０上の記録媒体６２を露
光して、画像を記録するものである。

【００５８】光源５２としては充分な光量の光を射出で
きるものであれば、対象となる記録媒体の分光感度に応
じた各種の光源が利用可能である。例えば、記録媒体が
紫外線による露光が可能な通常に用いられるＰＳ版（コ
ンベンショナルＰＳ版）であれば、超高圧水銀灯やメタ
ルハライドランプ等を用いればよい。また、赤外光に感
度を持つヒートモードプレートに対しては、赤外のBroa
d area Laser Diode等を用いればよい。その他に、ハロ
ゲンランプ、キセノンランプ、２次元状のアレイ状光源
（ＬＥＤ）等も記録媒体に合わせて用いることができ
る。

【００５９】第１レンズ群５４は、コリメータレンズを
含んで構成され、光源５２から射出された光ビームを平
行光とするものである。第２レンズ群５８は、集光レン
ズ（フォーカシングレンズ）を含んで構成され、光ビー
ムのビーム径を絞り、スポット光として、ドラム６０の
外面に巻き付けられた記録媒体６２上に像を結像させる
ものである。また、波面制御素子５６は、その反射面
（波面）のチルト（傾き）や、パワー（屈折力）や、歪
み等を変化させることにより、光ビームの波面を制御す
るものであり、本実施形態では、この波面制御素子５６
を用い、射出される光ビームの波面のチルトを制御し
て、光ビームのスポット位置ずれを補正する。

【００６０】波面制御素子５６は、そのチルトや、パワ
ーや、歪み等を変化させて光ビームの波面を制御するも
のであり、上述した第２および第６の態様において用い
られる波面制御素子２８と同様のものを用いれば良いの
で、その詳細な説明は省略する。

【００６１】本実施形態は、このように、第１レンズ群
５４と第２レンズ群５８との間に光ビームの波面を制御
することのできる波面制御素子５６を設けて、各種要因
による光ビームのスポット位置ずれを補正するようにし
たものである。光ビームのスポット位置ずれの要因とし
ては、前述したように、例えばドラムの製造時に生じる
ドラム円筒方向の偏心や歪み、あるいはドラム外周面に
巻き付けているプレートやフィルム等の記録媒体の厚み
バラツキ等、走査光学系を副走査させる副走査機構のレ
ールの歪みや撓み、露光定盤の撓み、もしくは副走査機
構の副走査ボールネジのリードピッチ誤差による副走査
送り速度誤差等が考えられる。さらに、マルチビームを
用いてスパイラル露光する際に生じる記録ビームの位置
ずれによっても図形ずれが生じる。

【００６２】これら各種の要因によって、光ビームのス
ポット位置ずれ、すなわち、記録面上での記録すべき位
置のずれ（記録面上のｘｙ方向のずれ）が生じた場合
に、波面制御素子５６によってこれを補正する。具体的
には、波面制御素子５６の光ビーム作用面、図示例では
ミラー面をチルトする（傾ける）ことによって、光ビー
ムのスポット位置ずれを補正する。例えば、図６に実線
で示したような位置にある波面制御素子５６を、破線で
示すような位置までチルト（傾斜）させることにより、
記録媒体６２上に集光させる光ビームが、実線で示すも
のから破線で示すものへ位置補正される。

【００６３】このとき、記録面上でのスポット位置ずれ
量に対する波面制御素子５６のチルト量（傾き角）の関
係は、予め実際に記録媒体に記録を行い、記録中に発生
する位置ずれ量を測定して、これに対するチルト量を算
出しておき、これを波面制御素子５６のドライバに与え
ておけばよい。これにより、記録面内に存在する種々の
スポット位置ずれ量に、チルト量が同期するように、波
面制御素子５６のドライバを駆動して、波面制御素子５
６を制御することで、各種要因によるスポット位置ずれ
を補正することができる。

【００６４】このように本実施形態によれば、アウター
ドラム型光走査装置において、種々の要因によって生じ
る光ビームのスポット位置ずれを補正することができ、
これにより露光装置自体の安定した画像品質を確保する
ことができる。また、光ビームのスポット位置ずれを生
じさせる要因となりうるドラムに対しても、その加工精
度はそれほど要求されないため、ドラムやその他各種部
材の加工精度を下げることができ、その結果、装置の価
格をより安価にすることができる。すなわち、本発明を
適用することにより、より安価な装置で簡単に光ビーム
のスポット位置ずれを補正することができ、高画質な画
像品質を得ることが可能となる。

【００６５】次に、本発明の第６の態様の第２実施形態
について説明する。本実施形態は、光ビーム走査装置と
して上記第１実施形態と同じアウタードラム型光走査装
置（露光装置）に対して本発明を適用したものであり、
波面制御素子により、この波面制御素子から射出される
光ビームの波面のパワーを制御することによって、各種
要因によって生ずる光ビームの焦点位置ずれを補正する
ようにしたものである。

【００６６】図７に本実施形態のアウタードラム型光走
査装置５０を示すが、これは図６に示した上記第１実施
形態のものと同じであるので、装置構成についての詳し
い説明は省略する。本実施形態が、上記第１実施形態と
異なるのは、波面制御素子５６の制御方法である。すな
わち、本実施形態においては、波面制御素子５６に対
し、パワー（屈折力）を付与することにより、光ビーム
の焦点位置ずれを補正するようにしている。

【００６７】光ビームの焦点位置ずれの要因としては、
前述したように、例えば、ドラムの製造時に生じるドラ
ム円筒方向の偏芯や歪み、ＣＴＰ等の場合のドラム回転
中における遠心力によるアルミプレートのドラム外面か
らの浮き上がり、ドラム外面に巻き付けられている記録
媒体とドラム外面との間に微小なゴミが挟まることによ
り記録媒体の浮き上がり、あるいは副走査機構のレール
の歪みや撓み等が考えられる。これら各種の要因によっ
て、光ビームの焦点位置ずれ、すなわち光軸方向（記録
面上のｘｙ方向に対し、これに垂直なｚ方向）のずれ
（Δｚ）が生じたとき、波面制御素子５６によってこれ
を補正する。

【００６８】波面制御素子５６の波面のパワー（例え
ば、曲率）を制御して、この素子から射出される光ビー
ムの波面のパワーを制御することにより光ビームの焦点
位置ずれを補正する。このとき波面制御素子５６により
前記波面のパワーを制御する方法は、特に限定はされな
い。例えば、波面制御素子５６が、最初、図７に実線で
示したように平面状であったものを、図示しない波面制
御素子ドライバによって波面制御素子５６を制御して、
図７に破線で示したように、その形状を曲面状に変形さ
せて屈折率を変えるようにしてもよい。あるいは、波面
制御素子５６が液晶タイプの場合のように、その形状を
変えることなく、内部の分子配列を変化させることによ
って屈折率を変えるようにしてもよい。

【００６９】このように、波面制御素子を用いることに
より、アウタードラム型光走査装置における種々の要因
によって生じる焦点位置ずれを補正するようにしたた
め、光走査装置（露光装置）自体の安定した画像品質を
確保することができる。また、ドラムの加工精度や他の
種々の部材の加工精度がそれほど要求されないため、よ
り安価な装置を実現することができる。さらに、重いレ
ンズ等のメカニカルな移動がないため、余分な振動を抑
制できると共に、駆動電流を少なくすることができる。

【００７０】なお、波面制御素子５６で、光ビームの焦
点位置ずれを補正するにあたり、光ビームの焦点位置ず
れの検出は、予め記録媒体の走査を行って、そのデータ
を得ておき、そのデータを基にして波面制御素子５６を
制御するようにすればよい。特に、ドラムの偏芯や副走
査機構のレールの歪み等のシステムに固有の要因による
場合には、このように予めデータを得ておいて、これを
波面制御素子ドライバに入力しておき、これを用いて制
御する方法は有効である。また、ゴミ等が挟まったこと
により、記録媒体が浮き上がる等の要因の場合には、そ
の都度、焦点位置ずれの発生する場所が異なるため、後
述するような方法で、センサで検出してフィードバック
をかけてリアルタイムで補正するようにすればよい。

【００７１】次に、本発明の第６の態様の第３実施形態
について説明する。本第３実施形態は、前述した第１実
施形態あるいは第２実施形態における第１レンズ群５４
と第２レンズ群５８の間に設けられた波面制御素子５６
について、波面制御素子５６と第２レンズ群５８との配
置を、より好ましい配置にして、ビーム径をほとんど変
化させることなく、焦点位置のみを移動して、光ビーム
の焦点位置ずれを補正するようにしたものである。すな
わち、図８に示すように、本第３実施形態のアウタード
ラム型光走査装置５１は、光源５２、第１レンズ群５
４、第２レンズ群５８、記録ドラム６０および第１レン
ズ群５４と第２レンズ群５８との間に波面制御素子５６
を設けて成る構成は、第１実施形態あるいは第２実施形
態と同じであるが、波面制御素子５６と第２レンズ群５
８との配置が好適な配置となるように、以下述べるよう
に工夫したものである。

【００７２】前述したように、波面制御素子５６は、パ
ワーを変化させることでその屈折率（作用面の曲率）を
変えることができ、その結果、焦点距離を変えることが
できる可変焦点系である。一方、第２レンズ群５８は、
焦点距離は一定であり、固定焦点系である。このとき、
可変焦点系である波面制御素子５６の後側主点５６ａ
と、固定焦点系である第２レンズ群５８の前側主点５８
ａとの間の距離をｄとする。また、第２レンズ群５８の
前側焦点距離をｆとする。

【００７３】ここで、波面制御素子５６と、第２レンズ
群５８とを、前記各主点間の距離ｄが、第２レンズ群５
８の前側焦点距離ｆと等しくなるように、すなわちｄ＝
ｆとなるように配置する。すなわち、可変焦点系である
波面制御素子５６の後側主点５６ａが、第２レンズ群５
８の前側焦点位置と一致するように波面制御素子５６
と、第２レンズ群５８を配置する。

【００７４】このように波面制御素子５６と第２レンズ
群５８を配置することにより、第２レンズ群５８により
記録媒体６２上に集光される光ビームのビーム径をほと
んど変化させることなく、その焦点位置のみを移動させ
ることができる。従って、前記第１実施形態あるいは第
２実施形態の構成で、特に、本第３実施形態のような配
置とすることにより、より優れた効果を得ることができ
る。

【００７５】次に、本発明の第６の態様の第４実施形態
について説明する。本第４実施形態は、センサを設け
て、走査光学系と記録面との距離を測定し、ゴミ等によ
る記録媒体の浮き上がり等の焦点位置ずれの要因を検出
し、これに応じて波面制御素子を制御することにより、
リアルタイムに焦点位置ずれを補正しようというもので
あり、センサの検出結果をフィードバックすることによ
りオートフォーカシングを実現するものである。

【００７６】図９に、本実施形態のアウタードラム型光
走査装置の概略を平面図で示す。図９に示すように、本
実施形態のアウタードラム型光走査装置７０は、波面制
御素子等の光学系を搭載した露光ヘッド７２によって、
記録ドラム７４に巻き付けられた記録媒体７６を走査す
るものであるが、露光ヘッド７２の近くに露光ヘッド７
２から記録媒体７６の記録面までの距離を測定する記録
面距離センサ７８を有している。露光ヘッド７２および
記録面距離センサ７８は、共に副走査移動機構（図示せ
ず）により、副走査レール８０上を図に矢印で示すよう
に、記録ドラム７４の回転軸と平行な方向に移動する。
また、記録面距離センサ７８の測定信号は、コンピュー
タ（制御手段）８２に入力され、コンピュータ８２はこ
れを基に、波面制御素子を制御する。なお、コンピュー
タ８２は、波面制御素子のみならず、ドラムの回転や副
走査移動機構および画像データの制御等、装置全体の制
御をも行うものである。

【００７７】露光ヘッド７２は、図示しない光源から射
出された光ビームを受けて、これを記録面上に集光して
露光を行うとともに、副走査レール８０上を移動し、こ
れにより記録面に２次元的に画像が露光される。なお、
露光ヘッド７２としては、図６〜図８に示すアウタード
ラム型光走査装置５０および５１における波面制御素子
５６を含む光学系を、例えば、光学定盤等に搭載したも
のを用いることができる。記録面距離センサ７８は、副
走査方向において、少なくとも露光ヘッド７２が露光を
行う位置よりも少し前の位置において、記録面までの距
離を測定する。測定した結果はコンピュータ８２に送ら
れ、コンピュータ８２において結果の分析がなされる。

【００７８】コンピュータ８２において、測定された距
離が一定値ではなく、異なる値が検出された場合、例え
ばほぼ同じ値が送られていたところ、今までよりも小さ
い値が来た場合には、記録面が何らかの要因で浮き上が
っていると判断し、その位置を露光ヘッド７２が露光す
る際には、それに同期して波面制御素子を制御して焦点
位置を補正するようにする。また、例えば記録ドラム７
６の径が場所によって異なるような場合でも、測定信号
によってそれを検出し、それに合わせて波面制御素子を
制御するようにすることで、常に焦点位置を記録面上に
一致させることができる。

【００７９】このように、センサによる測定値をフィー
ドバックして、これを基に波面制御素子を制御するよう
にすることにより、装置自体に起因する要因のみではな
く、ゴミ等のように、突発的な要因による焦点位置ずれ
の発生をも容易に補正することができる。また、このよ
うに高速に焦点位置ずれを補正することにより、ゴミ等
の影響を除去でき、画像品質の安定性を確保することが
できる。このようにして完全なオートフォーカシングを
実現することができる。

【００８０】また、以上、説明した本態様の各実施形態
の記録光ビームのスポット位置ずれ補正および焦点位置
ずれ補正は、それぞれを単独で行うようにしてもよい
が、これら２つの補正を同時に行うようにして、記録光
ビームのスポット位置ずれと焦点位置ずれを同時に補正
するようにしてもよい。すなわち、この場合には、波面
制御素子の波面にパワーを付与するとともにチルトさせ
るようにすればよい。さらに、本態様においても、本発
明の第２および第５の態様と同様に、波面制御素子の波
面にパワーおよび歪みを付与することにより、光学系の
収差を補正するようにしても良いし、光学系の収差に加
えて光ビームの焦点位置ずれを補正しても良いし、さら
に、これらに加えて、波面制御素子の波面をチルトさせ
るようにして、光ビームのスポット位置ずれをも補正す
るようにしても良い。

【００８１】なお、本発明の各態様の上記各実施形態で
は、光ビーム走査装置として、光ビームでシート状記録
媒体に露光する光ビーム記録装置（画像露光装置）を例
にとり説明したが、本発明は、レーザビーム等の光ビー
ムを用いて画像担持媒体から画像等の読取を行う光ビー
ム読取装置（画像読取装置）に適用することも可能であ
る。

【００８２】以上、本発明の光ビーム走査方法および装
置について、種々の実施形態を挙げて詳細に説明した
が、本発明は、上述した種々の実施形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、
各種の改良や設計の変更を行ってもよいのはもちろんで
ある。

【００８３】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の第１お
よび第４の態様によれば、種々の要因によって発生する
光ビームの焦点位置ずれ（デフォーカス）あるいは光学
系の収差による集光スポット形状の劣化や光ビームのス
ポット位置ずれを、簡単な構成で補正することができ、
高品質な画像を安価な装置で得ることが可能となる。

【００８４】また、以上、詳述したように、本発明の第
２および第５の態様によれば、円筒内面走査型の光ビー
ム走査において、上記効果、すなわち種々の要因によっ
て発生する光ビームの焦点位置ずれ（デフォーカス）あ
るいは光学系の収差による集光スポット形状の劣化や光
ビームのスポット位置ずれを、簡単な構成で補正するこ
とができ、高品質な画像を安価な装置で得ることができ
る。

【００８５】以上、詳述したように、本発明の第３およ
び第６の態様によれば、波面制御素子を用いて光ビーム
のスポット位置ずれや焦点位置ずれや、光学系の収差を
補正するようにしたため、ドラム等の部材の加工精度を
下げることができ、円筒外面走査型の光ビーム走査にお
いて、種々の要因によって発生する光ビームのスポット
位置ずれや焦点位置ずれや光学系の収差を、より安価な
装置で簡単に補正することができ、さらに、重いレンズ
等のメカニカルな移動がないため、余分な振動を抑制す
ることができるとともに、駆動電流を少なくすることも
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第５の態様に係るインナードラム型
光ビーム走査装置の一実施形態の概略構成を示す概念図
である。

【図２】 図１に示すインナードラム型走査装置で用い
られる波面制御素子の一実施例の模式的断面図である。

【図３】 （ａ）は、ドラムの偏芯を示す説明図であ
り、（ｂ）は、ドラムの円柱状誤差を示す説明図であ
る。

【図４】 波面制御素子にパワーを付与する様子を示す
説明図である。

【図５】 波面制御素子にチルトを付与する様子を示す
説明図である。

【図６】 本発明の第６の態様に係るアウタードラム型
光ビーム走査装置の第１実施形態を示す概略構成図であ
る。

【図７】 本発明の第６の態様に係るアウタードラム型
光ビーム走査装置の第２実施形態を示す概略構成図であ
る。

【図８】 本発明の第６の態様に係るアウタードラム型
光ビーム走査装置の第３実施形態を示す概略構成図であ
る。

【図９】 本発明の第６の態様に係るアウタードラム型
光ビーム走査装置の第４実施形態の概略構成を示す平面
図である。

【図１０】 従来のインナードラム型光ビーム走査装置
の概略を示す斜視図である。

【図１１】 従来のスピナーに起因するビーム波面歪み
を補正するインナードラム型光ビーム走査装置の概略を
示すブロック図である。

【図１２】 図１１の補正素子の概略を示す構成図であ
る。

【図１３】 同じく図１１の補正素子を示す平面図であ
る。

【図１４】 従来のアウタードラム型光ビーム走査装置
の例を示す概略構成図である。

【図１５】 同じく、従来のアウタードラム型光ビーム
走査装置の他の例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１０ 内面円筒型光走査装置 １２ａ、１２ｂ、１２ｃ レーザダイオード １４ａ、１４ｂ、１４ｃ 第１コリメートレンズ １６ａ、１６ｂ、１６ｃ ２次元音響光学素子（ＡＯ
Ｄ） １８ａ、１８ｂ、１８ｃ ＡＯＤ射出レンズ ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ ０次光カット板 ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ 第２コリメートレンズ ２４ 合波光学系 ２４ａ 全反射ミラー ２４ｂ 偏光ビームスプリッタ ２４ｃ ビームスプリッタ ２６、２８ ビームエキスパンダ（系） ３０ 開口 ３２ ミラー ３４ 集光レンズ ３６ 光偏向器（スピナー） ３８ 波面制御素子 ４０ ドラム ４２ 記録シート ４４ トラバース（副走査搬送手段） ４５ 制御装置 ４６ 基板 ４７、４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄ、４７ｅ 微小
電極 ４８ 導電膜 ５０、５１、７０ 円筒外面走査型光走査装置 ５２ 光源 ５４ 第１レンズ群 ５６ 波面制御素子 ５６ａ 波面制御素子の後側主点 ５８ 第２レンズ群 ５８ａ 第２レンズ群の前側主点 ６０、６４ （記録）ドラム ６２、６６ 記録媒体 ７２ 露光ヘッド ７８ 記録面距離センサ ８０ 副走査レール ８２ コンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 AA31 AA36 AA47 AA48 AA49 BA87 BB28 BB46 2H041 AA23 AB12 AB38 AC06 AC08 AC10 AZ06 2H045 AG09 CB00 CB22 DA41 5C051 AA02 CA07 DB22 DB24 DB30 DC04 DE09 DE23 5C072 AA03 CA06 DA02 DA04 DA20 DA21 HA02 HA06 HA14 HA16 HB15 JA02 RA12

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源から射出され、光学系を通過した光ビ
   ームによりシート状被走査体を走査するに際し、 波面制御素子により前記光ビームの波面を制御して、前
   記光ビームのスポット位置ずれ、前記光ビームの焦点位
   置ずれおよび前記光学系の収差の少なくとも一つを補正
   することを特徴とする光ビーム走査方法。
2. 【請求項２】前記シート状被走査体は、円筒内周面に保
   持されており、前記光源から射出され、前記光学系を通
   過し、回転光偏向器により反射偏向された光ビームによ
   って走査される請求項１に記載の円筒内面走査型光ビー
   ム走査方法。
3. 【請求項３】前記シート状被走査体は、一定速度で回転
   するドラムの外面に巻き付けられ、前記光源から射出さ
   れ、前記光学系を通過した光ビームによって走査される
   請求項１に記載の円筒外面走査型光ビーム走査方法。
4. 【請求項４】前記波面制御素子から射出される前記光ビ
   ームの波面のパワーまたは歪みを制御することにより、
   前記光ビームの焦点位置ずれおよび前記光学系の収差の
   少なくとも一つを補正する請求項１〜３のいずれかに記
   載の光ビーム走査方法。
5. 【請求項５】前記波面制御素子から射出される前記光ビ
   ームの波面の傾きを制御することにより、前記光ビーム
   のスポット位置ずれを補正する請求項１〜４のいずれか
   に記載の光ビーム走査方法。
6. 【請求項６】前記波面制御素子から射出される前記光ビ
   ームの波面のパワーまたは歪みを制御することによる前
   記光ビームの焦点位置ずれの補正、前記波面制御素子か
   ら射出される前記光ビームの波面のパワーまたは歪みを
   制御することによる前記光学系の収差の補正、および前
   記波面制御素子から射出される前記光ビームの波面の傾
   きを制御することによる前記光ビームのスポット位置ず
   れの補正のうちの少なくとも２つ以上の補正を組み合わ
   せて行う請求項１〜５のいずれかに記載の光ビーム走査
   方法。
7. 【請求項７】前記波面制御素子は、ピエゾタイプ、電歪
   タイプ、静電引力タイプおよび液晶タイプのいずれかで
   ある請求項１〜６のいずれかに記載の光ビーム走査方
   法。
8. 【請求項８】前記波面制御素子は、基板面上に配列され
   た複数の電極と、これらの電極に対向し、表面が反射面
   として機能する変形可能な導電膜とを有し、 前記電極に電圧を印加して静電引力を生じさせ、前記導
   電膜を変形させることによって、前記反射面を所望の形
   状に形成する請求項１〜７のいずれかに記載の光ビーム
   走査方法。
9. 【請求項９】前記シート状被走査体は、シート状記録媒
   体であり、前記光ビームは、記録用光ビームであり、こ
   の記録用光ビームで前記シート状記録媒体を２次元的に
   走査することにより、前記シート状記録媒体に画像を記
   録する請求項１〜８のいずれかに記載の光ビーム走査方
   法。
10. 【請求項１０】光ビームを射出する光源と、 前記光源から射出された光ビームを通過させる光学系
    と、 前記光ビームの波面を制御して、前記光ビームのスポッ
    ト位置ずれ、前記光ビームの焦点位置ずれおよび前記光
    学系の収差の少なくとも一つを補正する波面制御素子と
    を有し、 前記光源から射出され、光学系を通過し、前記波面制御
    素子によって補正された前記光ビームによってシート状
    被走査体を走査することを特徴とする光ビーム走査装
    置。
11. 【請求項１１】請求項１０に記載の光ビーム走査装置で
    あって、 さらに、その円筒内周面に前記シート状被走査体を保持
    するドラムと、 回転することにより、前記光ビームを反射偏向して、前
    記シート状被走査体を走査す回転光偏向器とを有し、 前記波面制御素子は、前記回転光偏向器より前記光ビー
    ムの進行方向の上流側に設置されることを特徴とする円
    筒内面走査型光ビーム走査装置。
12. 【請求項１２】請求項１０に記載の光ビーム走査装置で
    あって、 さらに、その外面に前記シート状記録媒体が巻き付けら
    れ、一定速度で回転するドラムを有することを特徴とす
    る円筒外面走査型光ビーム走査装置。
13. 【請求項１３】前記波面制御素子は、射出する前記光ビ
    ームの波面のパワーまたは歪みを制御して、前記光ビー
    ムの焦点位置ずれおよび前記光学系の収差の少なくとも
    一方を補正する請求項１０〜１２のいずれかに記載の光
    ビーム走査装置。
14. 【請求項１４】前記波面制御素子は、射出する前記光ビ
    ームの波面の傾きを制御して、前記光ビームのスポット
    位置ずれを補正する請求項１０〜１３のいずれかに記載
    の光ビーム走査装置。
15. 【請求項１５】前記波面制御素子は、射出する前記光ビ
    ームの波面のパワーまたは歪みを制御することによる前
    記光ビームの焦点位置ずれの補正、射出する前記光ビー
    ムの波面のパワーまたは歪みを制御することによる前記
    光学系の収差の補正、および射出する前記光ビームの波
    面の傾きを制御することによる前記光ビームのスポット
    位置ずれの補正のうちの少なくとも２つ以上の補正を組
    み合わせて行う請求項１０〜１４のいずれかに記載の光
    ビーム走査装置。
16. 【請求項１６】前記波面制御素子は、ピエゾタイプ、電
    歪タイプ、静電引力タイプおよび液晶タイプのいずれか
    である請求項１０〜１５のいずれかに記載の光ビーム走
    査装置。
17. 【請求項１７】前記波面制御素子は、基板面上に配列さ
    れた複数の電極と、これらの電極に対向し、表面が反射
    面として機能する変形可能な導電膜とを有し、 前記電極に電圧を印加して静電引力を生じさせ、前記導
    電膜を変形させることによって、前記反射面を所望の形
    状に形成する請求項１０〜１６のいずれかに記載の光ビ
    ーム走査装置。
18. 【請求項１８】前記シート状被走査体は、シート状記録
    媒体であり、前記光ビームは、記録用光ビームであり、
    この記録用光ビームで前記シート状記録媒体を２次元的
    に走査することにより、前記シート状記録媒体に画像を
    記録する請求項１０〜１７のいずれかに記載の光ビーム
    走査装置。